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2声音的特性

授课时间：

2015年9月30日第5周星期三总第10节

声音的特性

【教学目标】

1．知识与技能

了解声音的特性；知道乐音的音调跟发音体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同。

2．过程与方法

通过做“音调与频率有关”“响度与振幅有关”的试验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。

3．情感态度和价值观

体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活。

【教材分析】

一、教学重点

让学生在探究中体会和总结出对音调、响度、音色概念的理解及其相关因素。

本节中出现的名词：

乐音、音调、频率、超声波、次声波、响度、振幅、音色。

二、教学难点·引导学生在动手中动脑。

·学会自我构建知识体系。

【教学方法】

探究法、演示法、讨论法。

【实验器材】

一、教师演示

示波器、吉他、笛子、小鼓、铁架台、音叉、乒乓球、细绳。

二、学生分组钢锯条（25根）

【课时安排】1课时

【教学过程】

一、创设情景引入新课

世界上的声音千差万别、各种各样：

有悦耳动听，使人心情愉快的乐音（如：

音乐厅的演奏，歌唱家的歌唱）；也有嘈杂刺耳，令人厌烦的噪声（如刹车时的摩擦声、打磨工件的声音、电钻的声音）。

今天我们一起来研究乐音的特性。

二、进行新课

2.2声音的特性（板书）

乐音：

是物体作规则振动时发出的声音。

但同是乐音，有的调子高，有的调子低，有的声音大，有的声音小，这是怎么回事呢？

既然声音是由振动着的物体发出的，我们会这样猜想：

声音的差别必然跟物体的振动情况有关，是不是这样呢？

[师演示]：

请听：

用吉他弹几个不同的音。

提问：

你感觉有什么不同？

（生）回答：

声音的高低不一样。

我们先来研究声音的高低与振动的关系：

一、音调──声音的高低。

（板书）

让我们一起来探究：

[生分组试验]

物品：

钢锯条，记录表格。

过程：

把钢锯条紧压在桌边上，

（1）将锯条1/5伸出桌外；

（2）将锯条1/3伸出桌外；（3）将锯条1/2伸出桌外，使其振动发声。

操作关键：

（1）按锯条的手要用力压紧。

（2）使锯条两次振动的幅度大致相同。

观察：

锯条伸出桌外长短不同时：

振动快慢情况？

发出声音的特点？

实验总结：

请填表。

锯条伸出长度

振动快慢

声音高低

伸出1/5

最快

最高

伸出1/3

较快

较高

伸出1/2

慢

最低

我的结论振动的越快发出的声音越高（音调越高）。

同学们，刚刚的探究活动很成功，让我们一起为同学们成功的合作及探究鼓掌加油！

我们得到的结论是：

物体振动的越快，发出声音的音调越高。

（板书）

那么能不能用一个物理量来表示振动的快慢程度呢？

请同学们阅读教材19-20页，试着回答下面的问题：

1．频率的物理意义是什么？

什么叫频率？

2．在国际单位制中，频率的单位是什么？

3．物体振动的快慢、频率跟音调的关系是什么？

4．大多数人能够听到的频率范围是多少？

5．什么叫超声波？

什么叫次声波？

6．生活中你对超声波，和次声波了解多少？

他们有什么用处？

（以上问题利用投影）

老师先引导学生回答，再讲解：

1．频率：

是用来描述物体振动快慢的物理量。

物理学中，把物体在每秒内振动的次数叫做频率。

（板书）

2．在国际单位制中，频率的单位是赫兹，符号：

Hz（板书）

3．实验表明：

频率决定声音的音调：

物体振动快──频率高──音调高；

物体振动慢──频率低──音调低。

（板书）

4．大多数人能听到的频率范围：

20赫兹～20000赫兹（板书）（其中最敏感的频率是3000赫兹；老年人的听觉会衰退；20赫兹是听觉下限～20000赫兹是听觉上限）

5．超声波：

高于20000赫兹的声。

次声波：

低于20赫兹的声。

（这两种声，人是听不到的）（板书）

6．超声波特点：

能量大，沿直线传播。

超声波利用：

（1）超声探伤、测厚、测距、医学诊断成像（B超）。

举例：

如何探伤；B超原理。

（2）超声处理──利用强超声波的高能量。

举例：

空气加湿器；超声洗牙、洗工件；超声钻孔。

次声波（又叫亚声波，大致范围：

10-4～20赫兹）产生：

火山爆发、地震、极光、海啸、台风、雷暴、龙卷风等自然灾害；还有，核爆炸、火箭发射、化学爆炸、机器工作时也能产生次声波，次声波对人体有一定的危害。

次声波特点：

传播的距离远，而且不容易被吸收。

次声波利用：

从20世纪50年代才开始的用于预测自然灾害。

超声波和次声波在生活中的现象和应用：

有一些动物有完善的发射和接受超声波或次声波的器官。

超声波如：

蝙蝠、海豚（要说明它们是如何利用超声波的）、猫、狗；次声波如：

大象（解释章首图，讲海啸中大象救人的故事）

在故事中，让学生懂得动物是人类的朋友，要保护我们的生存家园。

[师演示]以上讲完后，用示波器来演示音调与频率的关系，加深学生的直观印象。

一起来看教材上的“想想议议”。

引导学生分析，蝴蝶、蜜蜂、蚊子的飞行特点，频率的高低，是否能听到。

声音有音调的不同，也有强弱、大小的不同。

二、响度──声音的强弱（大小）（板书）

下面我们一起来探究，响度和振动的哪方面有关？

先引导学生猜想

[生分组试验]

物品：

钢锯条，记录表格。

过程：

把钢锯条紧压在桌边上，

（1）将锯条1/2伸出桌外轻轻拨动

（2）将锯条1/2伸出桌外用力拨动使其振动发声。

操作关键：

（1）按锯条的手要用力压紧。

（2）使锯条两次振动的伸出长度相同。

观察：

锯条两次拨动时，振动幅度情况？

发出声音的特点？

实验总结：

请填表

拨动方式

振动幅度

发声特点

轻轻拨

小

声音小

用力拨

大

声音大

我的结论振幅大声音大（响度大）

好，这次探究也很成功！

我们得到的结论是：

振幅大，响度大；振幅小，响度小。

（板书）

[师演示]敲音叉试验，让学生注意观察。

这个小试验，验证了我们得到的结论。

另外，声音的响度，还与距离发声体的远近有关（板书）。

举例：

听喇叭广播，远近听声音大小不同。

以上，我们共同研究了声音的两个特性：

音调和响度。

[师演示]用吉他来演示，声调和响度是声音的两个不同的特征。

用力拨粗弦──音调低，响度大。

轻轻拨细弦──音调高，响度小。

可见：

响度大的声音，音调不一定高；音调高的声音，响度不一定大。

讨论：

（1）蚊子与黄牛的叫声。

（2）1234567（老师唱出音调）指的是音调还是响度？

[生做小游戏]前排指定一位同学不许回头，后面的同学指到谁，谁说一句话。

让前排指定同学判断是谁的声音。

[师做]在桌子底下分别敲鼓和音叉，让学生判断是什么发出的声音。

学生回答后，引出问题：

我们是怎样区分开不同的声音的？

这是由于音色不同。

三、音色（板书）

1．物理上，把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色，又叫音品。

（板书）──这是声音特征中的一个十分重要的因素。

为什么每一种物体振动发出声音的音色都不同呢？

2．音色是由发声体的材料、结构等决定的。

（板书）人也有各自的音色，但人的一生中，随着年龄的不同，音色会发生改变。

[示波器演示]音叉、吉他、笛子同是C调1的波形：

声音即使音调、响度都相同，波形长相也会各有不同，即音色不同。

小结本课：

乐音的三个特性：

音调──振动频率；响度──振幅；音色──不同发声体。

（板书）

作业：

1．阅读“科学世界”，把三类乐器的特点归类。

2．“动手动脑学物理”。

3．利用身边物品，制作一件简单乐器，并说明发声原理，以及如何调节音调、响度。

授课时间：

2013年月日第周星期总第节

声音的特性教学设计

   一、教学目标

   1.知识与技能

（1）了解声音的三个特征:

（2）知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅有关。

   （3）知道不同发声体发出乐音的音色不同。

   2.过程与方法

   通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验进一步了解和学习研究物理学的方法。

   3.情感态度和价值观

   体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,更加热爱世界,热爱科学,热爱祖国文化。

  二、教学重点

   探究音调、响度分别与什么因素有关?

   三、教学难点

   了解音调、响度、音色的含义,能区分它们;理解频率和它的单位赫兹的含义。

    四、教学用具

   多媒体、音叉、钢皮尺、示波器、鼓、口琴、乒乓球等。

   五、教学过程

（一）导入

   （实验演示观察,设置情境引入。

）

    物理问题来源于对生活现象的观察和体验,为了让学生更真实地感知声音的丰富性,可设置下列情境引入。

   演示:

我们周围充满着许多有趣的声音,大家能辨别以下分别是什么声音吗?

（多媒体播放几种动物声音和火车等声音。

）

   （学生一一辨别）

   追问:

你是根据什么来辨别这些声音的?

（声音的高低、音色甚至长短等。

）

   引入:

这说明声音有各种不同的特性。

今天我们就一起来学习这个课题。

（投影课题）

（二）音调

   （播放一段含有女高音和男低音的音像。

）

   提问:

女高音和男低音歌唱家演唱的声音各有什么特点?

   在上述基础上归纳声音的高低叫音调,女高音音调高,男低音音调低。

   用口琴吹出不同音调的声音,让学生辨析音调高低。

既巩固概念,也为下面探究音调与什么有关打下基础。

   （师生实验探究,启发深入理解。

）

   由于刚接触物理的初二学生探究基础较低,不易猜想音调与振动频率的关系,这里采用问题启发式探究。

通过设置一系列具体问题,让学生在解决系列小问题的同时不知不觉完成探究过程,体验和学习探究方法。

（1）你能使身边的钢皮尺发出不同音调吗?

    学生纷纷尝试。

请两名同学上台演示。

（2）你们发现钢皮尺发出的音调与什么有关?

   （学生很可能回答与钢皮尺伸出桌子的长短有关系,教师这时应充分肯定学生,保持他们探究的积极性,但要进一步启发和点拨。

）

   （3）继续仔细观察钢皮尺伸出部分的长度变化时,尺的振动情况有何不同?

    学生在教师启发引导下完成探究,找出初步规律:

音调与物体振动快慢有关。

   教师应趁热打铁,引入本节的难点概念———频率,讲解频率、频率单位赫兹的含义,并投影结论:

音调由振动频率决定,频率越高,音调越高。

   体验规律:

用手触摸声带,一起唱“1”、“2”、“3”、“4”、“5”……感觉声带振动频率的高低和音调高低之间的关系。

   （多媒体辅助教学,应用拓展知识。

）

   启发:

（单手前后甩动,问学生听到声音了吗,大胆想象一下,如何改进有可能听到手挥动发出的声音。

）看来人耳能听到的声音还必须满足一定的条件。

还有什么声音人耳也听不见呢?

请大家阅读课本有关内容,弄清人耳能听见的声音的频率范围,以及一些动物的听觉范围。

    学生带着问题有目的地阅读并且了解超声波和次声波的含义。

   为了拓展视野,体现主动、合作的学习精神,可以安排一个交流讨论:

说说你所知道的关于超声波和次声波的知识。

（可以用多媒体播放有关的图片或者音像。

）

   思考和巩固:

为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?

   “观察”声音:

刚才我们不但用耳朵听见声音,还用手触摸了声音,你相信我们还能用眼睛来“看”声音吗?

（演示把音叉发出的声音信号输入到示波器,观察其声音的波形,再将男女同学声音信号输入比较波形,只要能看出音调高的声音波形比较密即可。

）

   由于示波器上波形停留时间短,不容易进行比较,可以采用实验和多媒体结合的手段,把波形图描绘下来,制成静态图片进行比较。

这部分教学活动通过自学、交流、演示等各种方式开展,不但让大家拓展了声音的知识,开阔了眼界（尤其是示波器对学生来讲很新奇）,而且激发了学生学习物理的兴趣,使他们觉得物理很有趣,很有用,也很神奇。

   （三）响度

   引入概念;由多媒体演示并介绍响度含义。

   探究概念:

响度与什么因素有关?

（通过教师指导下的系列问题进行启发式探究。

）

（1）如何让音叉发出的声音更响?

（用力敲打音叉）

（2）用肉眼直接观察容易看出音叉很响与不太响时振动情况有何不同吗?

   （3）给你一个乒乓球,能设法显示音叉的振动情况吗?

乒乓球弹开幅度大说明什么?

（教会学生观察微量变化的方法）

   （4）做上述实验,使音叉发出不同响度声音,有什么发现?

   投影结论:

响度由振幅决定,振幅越大,响度越大。

   （5）你还有其他方法来验证你的结论吗?

   这是一个具有一定开放性的问题,最好允许学生多讨论一会,让学生在探究过程的自主性、多样性方面可以有更多的发挥余地。

   有时间的话可以观察不同响度的声音的波形。

   （四）音色

   主要从两个环节来展示:

（1）音色含义:

新课程理念不追求音色概念的严密性、深刻性,只要求学生知道有音色这个特征,能根据音色辨别声音。

这样要求更符合初中生重感性的认知规律。

可用多媒体播放小提琴协奏曲《梁祝》,辨认同一个旋律分别是哪种乐器演奏的,指出分辨声音主要根据音色,并投影:

能反映不同物体发出声音不同的特征叫音色。

这种注重体验和感受的学习既增长了音乐知识又激发了学生学习物理的兴趣。

（2）用示波器观察不同乐器发出声音的音色

   观察同样音调和响度、不同音色的声音,它们的大体波形相同,只有一些细微的附加振动有所不同。

   从知识层次看,本节要求基本结束,学生对音调、响度、音色这声音三大特性有了常识性了解。

为拓展视野,激发学生的学习热情和求知欲,本节课还安排了科学世界“乐音和乐器”,让学生了解我国民族乐器和其他乐器。

   多媒体展示“乐音和乐器”片断。

   六、教学小结和反馈延伸

（1）通过多媒体展示本节课要点。

（有时间可让学生小结）

（2）播放编钟乐曲,讨论为什么编钟能发出不同音调的声音。

    总结:

不同音调、响度、音色的声音组合起来,构成了丰富多彩的声音世界。

让我们在这动人的乐曲声中结束本课。

   （多媒体播放优美音乐）

   七、板书设计

   由多媒体打出。

   八、课外拓展

   用录音机录下一段自己的声音和同学一起听。

你觉得放出来的声音和自己的声音一样吗?

别的同学认为一样吗?

想想看,这是为什么。

   巩固知识和培养学生发现问题、解决问题能力和课外钻研、查阅资料的习惯。

声音的特性教学设计

   一、教材分析

（一）教材特点

   “声音的特性”是人教版的物理实验教材八年级上册第一章第三节的教学内容。

本节是在学生学习了声音的产生与传播的基础上,进一步来认识声音,了解声音的丰富多彩,是声现象中非常重要的一部分内容。

音调、响度、音色等概念贴近生活,学生对此并不陌生,并且较感兴趣,但缺乏较理性的认识,在实践中往往不易区分它们。

为了引导学生有效有趣地学习,教材突出了以下几个思路:

（1）突出学生探究活动。

本节安排两个难度不大的探究———音调和响度分别由什么因素决定,充分给学生自主学习、体验过程的机会。

（2）注重联系实际,从生活到物理,从物理到社会。

声音的不同特征生活中随处体现,探究器材随手可得,使学生感觉物理就在身边,生活即是物理。

   （3）注重中华文化、人类文化精神的熏陶。

二胡、长笛、箫都是我国特有的乐器,尤其是编钟更是民族乐器中的瑰宝,使学生在了解知识的同时,更感受到了祖国文化的博大精深。

（二）教学目标

   1.知识与技能

（1）了解声音的三个特征:

（2）知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅有关。

   （3）知道不同发声体发出乐音的音色不同。

   2.过程与方法

   通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验进一步了解和学习研究物理学的方法。

   3.情感态度和价值观

   体会现实世界物体的发声是丰富多彩的,更加热爱世界,热爱科学,热爱祖国文化。

   （三）教学重点

   探究音调、响度分别与什么因素有关?

   （四）教学难点

   了解音调、响度、音色的含义,能区分它们;理解频率和它的单位赫兹的含义。

   二、学情分析

    学生在生活中、小学阶段、音乐课上或多或少了解到声音有不同特性,也听说过超声波、次声波,见过不同乐器,但大都停留在感性认识基础上,缺乏更深一层的较为理性的认识。

他们有进一步探究声音特性的欲望,渴望了解乐器发出不同声音的原理,但由于基础概念的不足和探究方法不熟悉,迫切需要老师的帮助和指点。

   三、教法设计和学法指导

   主动性、独立性、体验性、问题性是现代学习方式的重要特征。

根据教材要求和学生特点,本节课在探究音调、响度概念时,采用教师指导下的探究性教学方法。

在教学中教师应尽量创设合适情境,激发学生的问题意识,并引导学生设计实验,帮助学生归纳、理解,使刚刚接触物理的学生既发挥自主性又不失盲目性。

对概念理解和辨析采用实验和多媒体结合的手段。

此外,学生可通过讨论、阅读、实验等手段来主动学习,体验过程,解决基本问题,并能简单应用。

在此过程中,逐渐培养学生的问题意识和创新意识这两个超脱于知识载体以外的主要素质。

   四、教学用具

   多媒体、音叉、钢皮尺、示波器、鼓、口琴、乒乓球等。

   五、教学过程

（一）导入

   （实验演示观察,设置情境引入。

）

    物理问题来源于对生活现象的观察和体验,为了让学生更真实地感知声音的丰富性,可设置下列情境引入。

   演示:

我们周围充满着许多有趣的声音,大家能辨别以下分别是什么声音吗?

（多媒体播放几种动物声音和火车等声音。

）

   （学生一一辨别）

   追问:

你是根据什么来辨别这些声音的?

（声音的高低、音色甚至长短等。

）

   引入:

这说明声音有各种不同的特性。

今天我们就一起来学习这个课题。

（投影课题）

（二）音调

   （播放一段含有女高音和男低音的音像。

）

   提问:

女高音和男低音歌唱家演唱的声音各有什么特点?

   在上述基础上归纳声音的高低叫音调,女高音音调高,男低音音调低。

   用口琴吹出不同音调的声音,让学生辨析音调高低。

既巩固概念,也为下面探究音调与什么有关打下基础。

   （师生实验探究,启发深入理解。

）

   由于刚接触物理的初二学生探究基础较低,不易猜想音调与振动频率的关系,这里采用问题启发式探究。

通过设置一系列具体问题,让学生在解决系列小问题的同时不知不觉完成探究过程,体验和学习探究方法。

（1）你能使身边的钢皮尺发出不同音调吗?

    学生纷纷尝试。

请两名同学上台演示。

（2）你们发现钢皮尺发出的音调与什么有关?

   （学生很可能回答与钢皮尺伸出桌子的长短有关系,教师这时应充分肯定学生,保持他们探究的积极性,但要进一步启发和点拨。

）

   （3）继续仔细观察钢皮尺伸出部分的长度变化时,尺的振动情况有何不同?

    学生在教师启发引导下完成探究,找出初步规律:

音调与物体振动快慢有关。

   教师应趁热打铁,引入本节的难点概念———频率,讲解频率、频率单位赫兹的含义,并投影结论:

音调由振动频率决定,频率越高,音调越高。

   体验规律:

用手触摸声带,一起唱“1”、“2”、“3”、“4”、“5”……感觉声带振动频率的高低和音调高低之间的关系。

   （多媒体辅助教学,应用拓展知识。

）

   启发:

（单手前后甩动,问学生听到声音了吗,大胆想象一下,如何改进有可能听到手挥动发出的声音。

）看来人耳能听到的声音还必须满足一定的条件。

还有什么声音人耳也听不见呢?

请大家阅读课本有关内容,弄清人耳能听见的声音的频率范围,以及一些动物的听觉范围。

    学生带着问题有目的地阅读并且了解超声波和次声波的含义。

   为了拓展视野,体现主动、合作的学习精神,可以安排一个交流讨论:

说说你所知道的关于超声波和次声波的知识。

（可以用多媒体播放有关的图片或者音像。

）

   思考和巩固:

为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?

   “观察”声音:

刚才我们不但用耳朵听见声音,还用手触摸了声音,你相信我们还能用眼睛来“看”声音吗?

（演示把音叉发出的声音信号输入到示波器,观察其声音的波形,再将男女同学声音信号输入比较波形,只要能看出音调高的声音波形比较密即可。

）

   由于示波器上波形停留时间短,不容易进行比较,可以采用实验和多媒体结合的手段,把波形图描绘下来,制成静态图片进行比较。

这部分教学活动通过自学、交流、演示等各种方式开展,不但让大家拓展了声音的知识,开阔了眼界（尤其是示波器对学生来讲很新奇）,而且激发了学生学习物理的兴趣,使他们觉得物理很有趣,很有用,也很神奇。

   （三）响度

   引入概念;由多媒体演示并介绍响度含义。

   探究概念:

响度与什么因素有关?

（通过教师指导下的系列问题进行启发式探究。

）

（1）如何让音叉发出的声音更响?

（用力敲打音叉）

（2）用肉眼直接观察容易看出音叉很响与不太响时振动情况有何不同吗?

   （3）给你一个乒乓球,能设法显示音叉的振动情况吗?

乒乓球弹开幅度大说明什么?

（教会学生观察微量变化的方法）

   （4）做上述实验,使音叉发出不同响度声音,有什么发现?

   投影结论:

响度由振幅决定,振幅越大,响度越大。

   （5）你还有其他方法来验证你的结论吗?

   这是一个具有一定开放性的问题,最好允许学生多讨论一会,让学生在探究过程的自主性、多样性方面可以有更多的发挥余地。

   有时间的话可以观察不同响度的声音的波形。

   （四）音色

   主要从两个环节来展示:

（1）音色含义:

新课程理念不追求音色概念的严密性、深刻性,只要求学生知道有音色这个特征,能根据音色辨别声音。

这样要求更符合初中生重感性的认知规律。

可用多媒体播放小提琴协奏曲《梁祝》,辨认同一个旋律分别是哪种乐器演奏的,指出分辨声音主要根据音色,并投影:

能反映不同物体发出声音不同的特征叫音色。

这种注重体验和感受的学习既增长了音乐知识又激发了学生学习物理的兴趣。

（2）用示波器观察不同乐器发出声音的音色

   观察同样音调和响度、不同音色的声音,它们的大体波形相同,只有一些细微的附加振动有所不同。

   从知识层次看,本节要求基本结束,学生对音调、响度、音色这声音三大特性有了常识性了解。

为拓展视野,激发学生的学习热情和求知欲,本节课还安排了科学世界“乐音和乐器”,让学生了解我国民族乐器和其他乐器。

   多媒体展示“乐音和乐器”片断。

   六、教学小结和反馈延伸

（1）通过多媒体展示本节课要点。

（有时间可让学生小结）

（2）播放编钟乐曲,讨论为什么编钟能发出不同音调的声音。

    总结:

不同音调、响度、音色的声音组合起来,构成了丰富多彩的声音世界。

让我们在这动人的乐曲声中结束本课。

   （多媒体播放优美音乐）

   七、板书设计

   由多媒体打出。

   八、课外拓展

   用录音机录下一段自己的声音和同学一起听。

你觉得放出来的声音和自己的声音一样吗?

别的同学认为一样吗?

想想看,这是为什么。

   巩固知识和培养学生发现问题、解决问题能力和课外钻研、查阅资料的习惯。

   点评:

这一节教学设计突出了观